ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ В КАДАСТРОВОМ УЧЕТЕ: СТРАТЕГИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

APPLICATION OF GEOINFORMATION SYSTEMS AND REMOTE SENSING OF THE EARTH IN CADASTRAL ACCOUNTING: STRATEGIES AND PROSPECTS

Kirill Panenkov

student, State University of Land Management,

Russia, Moscow

Artem Sorokin

student, State University of Land Management,

Russia, Moscow

Nikita Popov

student, State University of Land Management,

Russia, Moscow

Valentina Bugaevskaya

scientific supervisor, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor, Department of Land Management, State University of Land Management,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается роль современных цифровых технологий в оптимизации кадастрового учета земель. На основе анализа отечественного и зарубежного опыта выявлены ключевые технологические, правовые и организационные аспекты внедрения геоинформационных систем (ГИС) и данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Особое внимание уделено разработке комплексного подхода, объединяющего спутниковые снимки, беспилотные технологии и методы искусственного интеллекта. В работе предложены практические рекомендации по преодолению барьеров цифровизации землеустройства и интеграции инновационных решений в российскую кадастровую систему.

ABSTRACT

The article examines the role of modern digital technologies in optimizing cadastral registration of lands. Based on the analysis of domestic and foreign experience, key technological, legal and organizational aspects of the introduction of geographic information systems (GIS) and remote sensing data have been identified. Special attention is paid to the development of an integrated approach combining satellite imagery, unmanned technologies and artificial intelligence methods. The paper offers practical recommendations for overcoming the barriers of digitalization of land management and the integration of innovative solutions into the Russian cadastral system.

Ключевые слова: ГИС, дистанционное зондирование, цифровой кадастр, землеустройство, искусственный интеллект, нормативное регулирование.

Keywords: GIS, remote sensing, digital cadastre, land management, artificial intelligence, regulatory regulation.

Современные вызовы в сфере землеустройства, включая рост земельных споров, устаревшие методы документооборота и необходимость повышения прозрачности данных, требуют перехода на цифровые технологии. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование Земли открывают новые возможности для автоматизации кадастровых процессов, сокращения временных затрат и повышения точности учета.

Актуальность исследования обусловлена:

1. Растущим спросом на актуальные и достоверные данные о земельных ресурсах.
2. Необходимостью интеграции российского кадастра в международные цифровые экосистемы.
3. Потребностью в снижении административной нагрузки на органы землеустройства.
4. Цель работы — разработка стратегии внедрения ГИС и ДЗЗ в кадастровую деятельность с учетом технологических, экономических и правовых аспектов.

Геоинформационные системы (ГИС) и данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) помогают оптимизировать кадастровый учёт земель.

Геоинформационные системы, или ГИС, представляют собой мощные инструменты, предназначенные для комплексной работы с пространственными данными. Они не просто хранят и отображают географическую информацию – карты, координаты объектов, – но и позволяют осуществлять её глубокий анализ, интегрируя пространственные данные с огромным массивом атрибутивной информации.

Представьте себе электронную карту, на которой каждый объект – будь то здание, дерево, участок земли – имеет свой цифровой «паспорт», содержащий детальные сведения о его характеристиках: площадь, назначение, год постройки, кадастровый номер, тип почвы и множество других параметров. ГИС – это не просто хранилище данных, а интеллектуальная платформа, позволяющая выявлять скрытые закономерности, строить прогнозные модели и принимать обоснованные решения на основе анализа пространственных взаимосвязей.

В основе работы ГИС лежит принцип объединения пространственной информации (геометрия объектов) с непространственной (атрибутивной) информацией, что позволяет получать полную картину исследуемого явления. Данные вводятся в систему различными способами: с помощью дигитализации бумажных карт, GPS-съемки, дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), вручную и многими другими способами. После обработки и анализа, ГИС позволяют визуализировать полученную информацию в виде интерактивных карт, графиков, диаграмм, что значительно облегчает понимание сложных пространственных процессов.

Особое значение ГИС приобретают в земельном кадастре, где их применение позволяет автоматизировать множество рутинных операций и решать задачи стратегического планирования. Например, мониторинг состояния земель с помощью ГИС включает в себя отслеживание изменений использования земель, оценку деградации почв, выявление зон загрязнения, а также прогнозирование будущего состояния земельных ресурсов с учетом воздействия антропогенных и природных факторов. Это позволяет своевременно принимать меры по предотвращению негативных процессов и обеспечению рационального использования земельных ресурсов.

Прогнозирование и планирование развития территорий – ещё одна важная область применения ГИС в земельном кадастре. Анализ ресурсного потенциала земель, моделирование различных сценариев развития, оптимизация сельскохозяйственного производства – все это становится значительно проще и эффективнее благодаря возможностям ГИС.

Моделирование рационального использования земельных ресурсов включает в себя разработку оптимальных схем расположения объектов инфраструктуры, оценку влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду, а также разработку мер по охране земельных ресурсов. Качественная оценка земель, осуществляемая с помощью ГИС, позволяет комплексно оценивать природно-экологический и экономический потенциал земель. Анализ данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), полученных со спутников, обеспечивает объективную оценку состояния земель на больших территориях.

ДЗЗ-данные представляют собой массивы цифровой информации, полученные с помощью специальных сенсоров, установленных на спутниках. Эти данные характеризуются различным пространственным разрешением, количеством спектральных каналов и временным разрешением (частотой съемок). Высокое пространственное разрешение позволяет идентифицировать мелкие объекты, а многоканальность дает возможность получать информацию о различных характеристиках поверхности Земли, например, о типе растительности, состоянии почв, наличии водных объектов. Обработка и анализ данных ДЗЗ в ГИС позволяют создавать детальные карты землепользования, оценивать изменения в природной среде под влиянием хозяйственной деятельности человека и принимать обоснованные решения в области управления земельными ресурсами. В целом, использование ГИС в земельном кадастре позволяет повысить эффективность управления земельными ресурсами, обеспечить их рациональное использование и охрану.

ДЗЗ позволяют получать цифровые изображения участков земной поверхности с высоким пространственным разрешением и в широком диапазоне спектра электромагнитных волн. Некоторые области применения ДЗЗ в контексте кадастрового учёта.

Определение границ и структуры объектов. Позволяет измерять соответствующие площади, оценивать инвестиционную ёмкость и градостроительную пригодность территорий.

Сбор оперативной и достоверной информации о направлениях использования земель.

Выявление "белых пятен" в кадастре: как ГИС и ДЗЗ помогают экономить время и деньги.

Государственный кадастровый учет – основа упорядоченного землепользования.  Однако, совершенствование этой системы постоянно требует решения задачи выявления участков, сведения о которых отсутствуют или неполны.  В таких случаях на помощь приходят географические информационные системы (ГИС) и данные дистанционного зондирования (ДЗЗ), которые, работая в связке, существенно минимизируют временные и финансовые затраты на обновление и уточнение кадастровых данных.

Проблема "белых пятен" в кадастре – это не только пробелы в информации, но и потенциальные риски: земельные споры, незаконное использование земли, неточности в налогообложении.  Традиционные методы выявления таких участков – это трудоемкий и дорогостоящий полевой обход, анализ архивных документов.  Однако, использование ГИС и ДЗЗ позволяет автоматизировать этот процесс, обеспечивая высокую точность и оперативность.

Как работают ГИС и ДЗЗ в решении этой задачи.

ГИС выступают в роли мощной платформы для хранения, обработки и анализа пространственных данных.  Их ключевое преимущество – слоевая модель данных.  Представьте кадастровые данные как слои на карте: один слой – границы земельных участков, другой – информация о зданиях, третий – данные о дорогах и т.д.  ДЗЗ, в свою очередь, поставляет "сырой материал" – спутниковые или аэрофотоснимки высокого разрешения.  Эти снимки содержат визуальную информацию о ландшафте, позволяющую обнаружить объекты, отсутствующие в кадастре.

Процесс выявления "белых пятен" можно разделить на несколько этапов:

1. Сбор и подготовка данных: В ГИС загружаются имеющиеся кадастровые данные, а также данные ДЗЗ.  Важно обеспечить геопривязку всех данных, то есть их сопоставление с единой системой координат.

2. Обработка данных ДЗЗ: Снимки ДЗЗ проходят обработку, включающую орто-ректификацию (устранение геометрических искажений), классификацию (разделение изображения на классы, например, "лесной массив", "жилая застройка", "пустошь") и анализ объектов.  Современные алгоритмы машинного обучения позволяют автоматизировать эти процессы и значительно ускорить их.

3. Сравнительный анализ: ГИС сравнивает обработанные данные ДЗЗ с имеющимися кадастровыми данными.  Различия указывают на потенциальные "белые пятен" – участки, не отраженные в кадастре, либо с неточными границами.

4. Верификация и уточнение: Обнаруженные "белые пятна" требуют верификации на местности.  ГИС помогает оптимизировать маршруты обхода, обеспечивая целевое исследование проблемных участков.  Полученные данные вносятся в кадастровый учет, уточняя и дополняя его.

5. Построение карт: ГИС позволяет создавать различные тематические карты, визуализирующие "белые пятна" и другие характеристики кадастра. Это помогает в планировании дальнейших работ и принятии управленческих решений.

Преимущества использования ГИС и ДЗЗ:

• Экономия времени и средств: Автоматизация процессов значительно сокращает время, необходимое для обновления кадастра.
• Повышение точности: ДЗЗ обеспечивает детальное изображение местности, что повышает точность кадастровых данных.
• Объективность: Автоматизированный анализ данных минимизирует субъективные факторы.
• Возможность пространственного суммирования: ГИС позволяет анализировать данные в комплексе, учитывая различные факторы (рельеф, растительность, инфраструктура).
• Создание неограниченного количества вариантов карт: ГИС обеспечивает гибкость в представлении данных и позволяет строить карты для различных целей.

В заключение, интегрированное использование ГИС и ДЗЗ представляет собой эффективный и экономически выгодный подход к выявлению "белых пятен" в государственном кадастровом учете. Это способствует повышению качества кадастровых данных и созданию более прозрачной и эффективной системы землепользования. Следовательно, ГИС фокусируется на работе с географическими данными и связанной информацией, а ДЗЗ — на предоставлении материалов, полученных в результате съёмки Земли.

Методология исследования

Исследование базируется на междисциплинарном подходе, объединяющем геодезические, правовые и ИТ-аспекты. Основные этапы работы:

Сбор и анализ данных:

Изучение опыта внедрения ГИС в России (Московская область, Татарстан) и за рубежом (Эстония, Германия).

Анализ нормативных документов, регулирующих использование ДЗЗ в кадастре.

Технологическая оценка:

Сравнение функциональности ГИС-платформ (ArcGIS, QGIS) для задач землеустройства.

Исследование возможностей спутниковых снимков и данных БПЛА в определении границ участков.

Качественный анализ проблем:

Выявление барьеров внедрения: правовые коллизии, недостаток квалифицированных кадров, сопротивление изменениям.

Разработка рекомендаций:

Формулирование предложений по модернизации нормативной базы и образовательных программ.

Основные результаты:

Автоматизация процессов: ГИС позволяют создавать цифровые карты, выявлять кадастровые ошибки и анализировать пространственные данные без ручного вмешательства.

Оперативность: Данные ДЗЗ обеспечивают регулярное обновление информации о состоянии земель, что особенно важно для сельскохозяйственных и урбанизированных территорий.

Точность: Современные технологии, такие как съемка с БПЛА, обеспечивают высокую детализацию, что минимизирует риски ошибок при межевании.

Правовые и организационные вызовы:

Юридические ограничения: Существующие нормативные акты не учитывают специфику цифровых данных, что затрудняет их использование в судебных спорах.

Дефицит кадров: Отсутствие системной подготовки специалистов, владеющих ГИС, тормозит цифровую трансформацию отрасли.

Данковая фрагментация: Часть архивных кадастровых материалов не переведена в цифровой формат, создавая «информационные разрывы».

Международный опыт:

Эстония: Единая цифровая платформа X-Road обеспечила почти полную автоматизацию кадастровых операций и снижение числа споров.

Германия: Обязательное использование ГИС в градостроительном планировании повысило прозрачность землепользования.

Стратегии внедрения технологий.

Начальный этап:

1. Перевод архивных данных в цифровой формат.
2. Внедрение пилотных проектов с использованием БПЛА для межевания.
3. Интеграция ИИ для автоматического анализа снимков.
4. Нормативные инициативы:
5. Признание юридической силы цифровых данных.
6. Упрощение процедуры онлайн-регистрации участков.

Образовательные программы:

Введение курсов по ГИС и ДЗЗ в вузах.

Переподготовка сотрудников Росреестра.

Перспективные направления:

Цифровые двойники: Создание динамических 3D-моделей территорий для мониторинга изменений в реальном времени.

Блокчейн: Использование распределенных реестров для защиты кадастровых данных от несанкционированных изменений.

Внедрение ГИС и ДЗЗ в кадастровую деятельность способно кардинально изменить подходы к землеустройству, обеспечив:

Повышение точности и прозрачности учета земель.

Сокращение временных и финансовых затрат.

Улучшение взаимодействия между государством, бизнесом и гражданами.

Для успешной реализации цифровой трансформации необходима консолидация усилий на законодательном, технологическом и образовательном уровнях. Перспективным направлением является развитие «умного кадастра», интегрированного с системами городского планирования и экологического мониторинга.

Список литературы:

1. Федеральный закон №218-ФЗ «О государственной регистрации недвижимости».
2. Росреестр. Национальный доклад о цифровизации земельного кадастра. 2023.
3. Иванов А.А. ГИС в землеустройстве: теория и практика. М.: ГУЗ. 2022.
4. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение развития территорий в условиях цифровой трансформации экономики РФ // Славянский форум. - 2021. - № 2 (32). - С. 175-182.
5. Савиных В.П., Цветков В.Я., Шайтура С.В. Основные положения в области геоинформационных технологий // Славянский форум. - 2015. - № 2 (8) - С. 293-301.
6. Розенберг И.Н., Шайтура С.В., Хабарова И.А. Применение геоинформационных технологий в сфере государственного кадастрового учета и в территориальном планировании. - Учебно-методическое пособие. - Бургас, Болгария, 2021.
7. Методы статистики и возможности их применения в социально-экономических исследованиях: монография / С.А. Беляев, Н.С. Бушина, А.Ю. Быстрицкая и др. - Курск: «Деловая полиграфия», 2021. - 168 с.
8. Практические аспекты применения регрессионного метода в исследовании социально-экономических процессов: монография / С.А. Беляев, Н.С. Бушина, О.В. Власова и др. - Курск: «Деловая полиграфия», 2021. - 166 с.
9. Карчагина Л. П. Географические и земельно-информационные системы. Учебноепособие.
10. Майкоп: Майкопский государственный технологический университет, 2016. - 151 с.
11. Шайтура С.В., Розенберг И.Н., Винтова Т.А. Основы землеустройства: Учебное пособие. - Бургас, Болгария, 2019.
12. Кадастр недвижимости и мониторинг земель / И.Н. Розенберг, С.В. Шайтура, С.О. Макаров и др. - Бургас, 2020.
13. Оценка земли и недвижимости / С.В. Шайтура, И.Н. Розенберг, А.С. Шайтура, С.О. Макаров: учебное пособие. - Бургас, Болгария, 2018.
14. Замятин П.А. Вопросы эксплуатации беспилотных авиационных систем // Славянский форум. - 2021. - № 1 (31). - С. 297-304.
15. Шайтура С.В. Разработка технологии мониторинга района с использованием беспилотных летательных аппаратов // Славянский форум. - 2019. - № 2 (24). - С. 87-94.
16. Волков С.Н. Землеустройство. Т. 1. Теоретические основы землеустройства / С.Н. Волков. – М.: Колос, 2001. – 496 с.